2023年数字电压表三种设计方案.docx

方案方案一 决议操纵零碎采纳AT89C51单片机，A/D转换采纳ADC0809。零碎除能确保实 现央求的功用外，还能够便外地进展8路其余A/D转换量的丈量、近程丈量结 果转达等扩展大年夜功用。数字电压表零碎方案方案框图如图 2-1所示。 AT89C51 P0 振荡电路 ADC0809 P2 电源电路 LCD表现器 P1 P3 图2-1方案方案框图 AT89C51要紧特色： ·4K字节可编程闪耀存储器 ·三级次第存储器锁定 ·128x8位外部RAM ·32可编程I/O线 ·两个16位准时器/计数器 ·5此中缀源 ·可编程串行通道 ·低功耗的闲置跟丧失落电方法 ·片内振荡器跟时钟电路 模仿量、数字量转换电路方案 本方案采纳ADC0809进展模仿量与数字量的转换，ADC0809的外部逻辑结 构跟引足如以以下列图。图中多路模仿开关可选通8路模仿通道，赞成8路模仿量分 时输入，并共用一个A/D转换器进展转换。地点锁存与译码电路实现对A、B、 C三个地点位进展锁存与译码。 ADC0809义务道理 A/D转换由集成电路0809实现。0809存在8路模仿输入端口，地点线（23~-25 足）可决议对哪一起模仿输入作A/D转换。22足为地点锁存操纵，当输入为高 电平常，对地点旗号暗记进展锁存。6足为测试操纵，当输入一个2uS宽高电平脉冲 时，就开场A/D转换。7足为A/D转换终了标记，当A/D转换终了时，7足输 出高电平。9足为A/D转换数据输入赞成操纵，当OE足为高电平常，A/D转换 数据从该端口输入。10足为0809的时钟输入端，运用单片机30足的六分频晶 振频率再经过14024二分频失落丧失落1MHz时钟。单片机的P1、P3.0~P3.3端口作为 四位LED数码管表现操纵。P0端口作A/D转换数据读入用，P2端口P2.7用作 0809 的 A/D 转 换 控 制 。 晶振电路的方案 晶振电路用于发作单片机义务所需的时钟旗号暗记，运用晶体振荡器时， C2,C1 取值20~40PF，运用陶瓷振荡器时C1,C2取值30~50PF。C1、C2起坚决振荡频 率，疾速起振的沾染。在方案电路板时，晶振跟电容应虽然濒临芯片，以减小分 布电容，保障振荡器的坚决性。18引足XTAL2、19引足XTAL1接晶振，20引 足接地。 图2-389C51单片机引足 方案方案二 本零碎由以下多少多个模块构成：AT89S52、ADC0808、LCD液晶表现。 A/D转换由集成电路0808实现。0808存在8路模仿输入端口，地点（23-25） 足可决议对哪路模仿输入作A/D转换，22足为地点锁存足，当输入为高电平常， 对地点旗号暗记进展锁存。6足为测试操纵，当输入一个2us宽高电平脉冲时，就开 始进展A/D转换。7足为A/D转换终了标记，当A/D转换终了时7足输入高电 平。9足为A/D转换数据输入赞成操纵，当OE足为高电平常，A/D转换数据从 该端口输入。10足为0808的时钟输入端，由外部旗号暗记源供应。单片机的 P0端 口作为LCD1602表现操纵。P3.7端口作为通道轮回。P1端口作A/D转换数据读 入用，P2端口用作0808的A/D转换操纵。 AT89C52 时钟电路 A/D转换电路 丈量电压输 入 P1 P2 表现零碎 复位电路 AT89S52功用引见 AT89S52为ATMEL所破费的一种低功耗、高功用CMOS8位微操纵器， 存在8K在零碎可编程Flash存储器。 图3.1AT89C52引足图 AT89S52要紧功用罗列如下： 1、领有乖巧的8位CPU跟在零碎可编程Flash 2、晶片外部具时钟振荡器（传统最高义务频率可至 3、外部次第存储器（ROM）为8KB 4、外部数据存储器（RAM）为256字节 5、32个可编程I/O口线 12MHz） 6、8此中缀向量源 7、三个16位准时器/计数器 8、三级加密次第存储器 9、全双工UART串行通道 ADC0808的引足跟功用引见 ADC0808是采样区分率为8位的、以逐次迫近道理进展模/数转换的器件。 其外部有一个8通道多路开关，它能够依照地点码锁存译码后的旗号暗记，只选通 路模仿输入旗号暗记中的一个进展A/D转换。ADC0808是ADC0809的简化版本，功用 8 全然一样。普通在硬件仿真时采纳 ADC0808进展A/D转换，实际运用时采纳 ADC0809进展A/D转换。 图3.2ADC0808管足图 晶振电路引见 图3.3晶振电路 晶振用一种能把电能跟板滞能互相转化的晶体在共振的外形下义务， 以供应坚决，准确的单频振荡。在平日义务前提下，普通的晶振频率相对 精度可达百万分之五十。初级的精度更高。有些晶振还能够由外加电压在 确信范畴内调停频率，称为压控振荡器（ VCO）。 3.4复位电路引见 图3.4复位电路 复位电路是为确保微机零碎中电路坚决牢靠义务必弗成少的一局部， 复位电 路的第一功用是上电复位。普通微机电路畸形义务需要供电电源为 5V±5%，即 4.75～5.25V。因为微机电路是时序数字电路，它需要坚决的时钟旗号暗记，因而在 电源上电时，只要当VCC跨越4.75V低于5.25V以及晶体振荡器坚决义务时， 复位旗号暗记才被撤除，微机电路开场畸形义务。 方案方案三 本零碎由以下多少多个模块构成ICL7135;MC14069;74LS47;MC1403;共阳七段数码 管等 电路道理框图： 时钟旗号暗记 被测旗号暗记 数码管 驱动电路 数码管 表现电路 模数转换 ICL7135 基准电压 ICL7135(美Intersit公司产物)。它是一种 2字位BCD码静态输入的单 41 片集成双积分式A／D转换器。满量程输入为-2V～0～+2V，主动极性，单参考电压源，自 动校零。 电源的大年夜众端接至DGND(24足)。让一切的模仿旗号暗记地与 AGND(3足)相衔接，最初用 一根连线与DGND相接。采纳模仿地与数字地离开，并以一点相通，可防止因为衔接线的 寄生耦协沾染而惹起倾向或许跳字。参考电压 V正端从2足引入，负端接AGND。参考电 R 压储存电容C普通拔取1μF，接在7、8两足。 R 差动输入模仿旗号暗记从9、10两足引入。假设赞成模仿旗号暗记源的大年夜众端与 A／D转换器电 源大年夜众端相通，那么此端可与AGND相接。零碎所需要的时钟旗号暗记从22足输入，假设断定采 样阶段T＝80ms，那么f=125kHz，以满意对50Hz工频干扰旗号暗记有较大年夜的克制才能的央求。 1 cp MC14069 是一个14足封装的六反相器电路，它的最高供电电压（VDD） 是18V，最高输入电压是-0.5到VDD+0.5。最大年夜输入电流是+-10mA.最大年夜功耗是 500mW。 管足陈设：1in1,2out1,3in2,4out2,5in3,6out3, 7vss. 14vdd13in612out6,11in5,10out5,9in4 8out4 它的功用是将输入的数字旗号暗记反向。 表现模块芯片引见 ①74LS47是一种BCD输入，开路输入的4线—七段译码器。DCBA作为4 线输入，a～g作为七段输入，输入低电平无效。比方，输入DCBA=0011时a,b,c,d,g 等段输入为低电平，输入表现十进制数3。345引足为功用扩展大年夜端。3足LT是测试 灯输入端。沾染是反省数码七段表现能否都能够畸形发光。当 七段表现部件全体点亮，表现“日〞字。译码器畸形义务时 LT=1，BI=1时， LT=1。4足RBI是动 态灭灯输入端，沾染是将数码管表现的、不必的零燃烧。5足BI/RBO,BI是灭灯输 入端，当BI=0时，不管输入如何样，a～g均为1，数码管不表现。RBO是静态灭灯输 出端。沾染是操纵低位灭零旗号暗记。假设RBO=1，说明本位处于表现外形；假设RBO=0 且低位为零，那么低位被燃烧，它于BI构成线与关联345引足运用时应接上高电位。 管足信息与LED衔接如图（3）所示 图（3）②LED管足信息如图（4） 图4 表现模块的衔接从图（5）能够不美不雅看到单片机P1口低4位衔接一块七段译码 器74LS47,因为74LS47是共阳极的七段译码器因而要选用共阳极的数码管。 单片机P1.0—P1.3的输入旗号暗记经过74LS47译码后就能够驱动数码管表现 照应的数字，另外延74LS47的输入与数码管之间还要接上7个470欧姆的限 流电阻，以防止有过大年夜的电流流过期烧坏数码管。 P1.4—P1.7口接于四个PNP三极管的基极，四个三极管分不接于六个数 码管的大年夜众端,经过由P1.4—P1.6口的输入量来操纵数码管的点亮。采纳 PNP型的三极管来驱动数码管,在此三极管相称于一个开关的沾染。依托 74LS47七段译码器跟四个PNP三极管就能够实现数码管的静态表现。 MC1403是高压基准 芯片。普通用作8～12bit的 D/A芯片的基准电压等一些需 要全然精准的基准电压的场 合。 输入电压:2.5V＋/-25mV 输入电压范畴:4.5Vto40V 输入电流:10mA 芯片引足图： 因为输入是硬朗的，因而电路 特不庞杂。确实是Vin接电源输入， GND接底，Vout加一个 0.1uf~1uf的电容就能够了。 Vout普通用作8～12bit的D/A 芯片的基准电压。 1 2 3 4 D D DS5 DS4 DS3 DS2 DS1 R19 150 DPY_7_SEG_1 DPY_7_SEG_1 DPY_7_SEG_1 DPY_7_SEG_1 DPY_7_SEG_1 DPY a a b 7 6 DPY a a 7 6 DPY a a b 7 6 DPY a a b 7 6 DPY a a b 7 6 b 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 f b c d f b c d f b c d f b c d f b c d g g g g g T6 9013 1 9 1 9 1 9 1 9 1 9 e c e e c e e c e e c e e c e U3C d d d d d f g f g f g f g f g dp 10 5 dp 10 5 dp 10 5 dp 10 5 dp 10 5 R18 4.7k 6 5 com dp com dp com dp com dp com dp MC14069UB 3/8 R20 150 3/8 3/8 3/8 3/8 U4 MC1403 T5 9013 T4 9013 T3 9013 T2 9013 T1 1 2 9013 +5V IN OUT C C W1 D N G 10K R21 1K R22 1K R23 1K R24 1K R25 1K +1V 3 V 1 15 + U1 25 26 2 20 19 18 R/H + D1 C C V +5V STRB REF D2 D3 R3 10 9 17 12 IN+ D4 D5 Vi